JP2010264969A

JP2010264969A - 水素も造る脱ｃｏ２気泡省エネ空電動船

Info

Publication number: JP2010264969A
Application number: JP2009145819A
Authority: JP
Inventors: Akiko Sumizaki; 暁子炭崎; Noriyoshi Kobayashi; 乃美小林; Kimimasa Sumizaki; 公政炭崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】脱ＣＯ２を図り、海の汚れを防ぐための、石油船の代りとなる空気、電気動船を提供する。
【解決手段】船の後部においた風力発電装置Ａにより電気モータ１２を駆動する。水プロペラ８は、ジェット機のように船首近くに配置する。船底の水抵抗を、気泡量増大対策で３０％減らし、省エネをはかる。そして、小型船を除き中型船以上の船に於て、洋上での余剰電気で水素を造り、その一部を水産物その他の鮮度保持に使い、多くは両胴安全弁付タンクに貯え、帰港後販売し、港内発電々気も売ることのできる脱ＣＯ_２船を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、新エネルギーのメイモ風力発電搭載の電気モータ、及びエヤーモータ船舶。
漁船の例では、石油代なしで走行でき、洋上で魚を捕りながら水素を造り、港に持ち帰ることの出来る省エネ空電動船。

技術背景

従来の船は、原子力船を除き、石油ディーゼルエンジン搭載の船が主で、脱ＣＯ２対策の船は電動自動車に比べ開発が遅れており、特殊風力発電で生む電力を使用しスクリューの回転制御付き電気利用船は少ない。メイモ風力発電特許２００７−３１５２３３。
メイモ＝冥王星モータ風力発電装置の略称仮名。冥王星は、２００６年８月２４日のプラハの会議に於いて惑星から格下げとなったが依然として回り続け存在していることが、この発明の風力発電装置によく似ていることから、名前を冥王星モータ＝冥モ＝メイモとした。メイモ風力は、風のある時は風力で回り、風のない時は超小型電気モータの入力でカムを回し、人体の肺、心臓の如く、気・液・磁性流体などをゴム風船、シリンダー、その他に血液の如く循環させ、高トルクモータとして発電する物で、廃棄物を出さずジェネレータ発熱も水の温めに利用する。バッテリー充電は発電時の電力で賄うため外部入力不要。そして、小型、高出力のため他社の水平軸大型発電に比べ、静かで台風歓迎で安価で発電コストは約７分の１。

空電動船に、水電解による水素・酸素製造機を搭載し、走行時に発生する電気を利用して水素を造り、魚の保存（冷凍保存に変わる水素ガス保存）及び水素の貯蔵もしながら、港迄運ぶ方式の超安全、で安定型のエヤーモータ船と電気モータ船。

以上の通り、漁船を含む船舶の多くはディーゼルエンジンを搭載し、高価な石油を使用するので高コストでＣＯ２の排出も多く、海を汚し、地球を変化させ、水産物を減らしている。これからは、脱ＣＯ２を図り、多くの船が多くの大切な物を収穫して、水素の力で軽く持って帰れるようにならないか？が課題である。

本発明は、船舶に対し次の手段をとる。
１）自然エネルギー発電及び圧空装置を船舶に搭載し、回転数制御付き電気モータエヤーモータを設け、水プロペラと共に、ベベルギヤー、さらにメカニカルシールを船首近くの前方に配設する。また、従来の船舶を改良する場合はディーゼルエンジンを除去しタグモ（図１［０００７］参照）を取り付ける。
２）電気関連装置の、メイモ風力発電装置、バッテリー、インバータ、電解水素・酸素製造機などは後方に設け、エンジンの代わりに設けた電気モータ及びジェットプロペラなどは、船首近くの前方に据え付け、水素タンク及びエヤータンクは船体胴体の両側に丸管利用タイプで船底の空気泡が洋上に逃げにくいように固定し、後部缶で連結する。
３）プロペラ回転用の電気モータの代わりにエアモーターを配設し、エアモーターの排気を気泡増量に使い、さらに省エネを図るため、メイモ風力発電装置のジェネレーター室の中を変更し、ジェネレーター出力を小さいジェネレーターを使い、余りスペースにエアコンプレッサ入れ、約１，０００ＲＰＭで圧力エアーを造り、船首に送流する。
４）船底塗装は、インド産豆グァーガム粉をゴム接着剤に混ぜた物を塗装し、水に濡れると鰻の表面の如くぬるぬるになる物。また鯛の鱗の如きぬるぬるになる他、鱗の重なり部の僅かな段差部に着く気泡のしがみつきが可能なテフロン薄（厚み０．３〜１．０）シートで表面を上記形状にした物を貼り付け、船底部、水素タンクＲ部の気泡を捕まえて逃がさない方法をとる。
５）水上では捨てる電力量２０〜９５％を水素造りにまわし、水素はタンクに入れ満タン時は安全弁を作動させ、酸素と同じく船底に排出する。また、魚類の船内保存に冷凍よりも水素ガスが良い故、試してみる。又、エヤー、水素タンクには安全弁を設け、安全第１とする。
６）帰港時漁船の場合、収穫の水産物も水素を入れたタンクの浮力利用で軽くなるよう工夫し、持ち帰った品物と水素を売り、海国日本の技術による電気と水素の国を構築して行く。特に水素の利用を石油および天然ガスの代替え品として一大市場に発展させる。又、船には雷よけマストを設け、安全第１とする。

以下、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図１、図２，図３は、従来船上甲板船首部に追甲板（１０）をボルト固定し、船尾にメイモ風力発電装置（Ａ）２００Ｖ１，０００ＲＰＭ。下側に回転数制御付きファン付きモータ２００Ｖ（Ｃ）。造波抵抗減らしの鋭角球状船首（１）。プロペラジェットカバー（１３）の中にプロペラ（８）を、そして連結軸（７）及び回転伝達機構ギヤ（６）などの入った全体カバー（１１）を上から追甲板に固定し、本船（２０）との連結調整棒（１４）で止めたタグモ。
タグモとは、大型船や艀などを引っ張って移動させる小型船のタグボートのような役目を担う電気モータ付きエンジンのことで、略称としてタグモと仮名した。従来のディーゼルエンジン船を安価で改良する策として船首に追加する物。
また、気泡を船底にしがみつかせ水の抵抗８００倍を減らす技術は、競泳用高速水着の研究会社スピード社およびミズノ社などのポリウレタン、ゴム、その他、絹繊維などの材質に、スリット、パネルそしてテープ等の形にして、金に糸目を付けないで研究されているが、船の場合、速度以外の省エネ率から値段の配慮をすると、上述の２種方法を使い多く小さな気泡保持法で８００倍を３０％以下になる工夫をする。

漁船の例では、メイモ風力発電＝２００Ｖ出力７５ＫＷＨファン付きローター内蔵、６枚羽根車付き。ジェットプロペラ用モータ＝２００Ｖ出力５０ＫＷＨ、ＭＡＸ５００ＲＰＭファン付き、上部より吸気し、下部へ吹き出し。メイモと共に吹き出し空気は船底に排出し、気泡を発生させる。そして、電気船として多くの電機器、制御器（Ｈ）は、洋上事故のないよう、精密級の部品を多く使い、外気に解れることを減らし、漏電防止、電食防止、策を施し、チェックテスターなどを保存し、定期点験実施の他に、さらに、雷と避雷事故防止対策として、遠方に現れた雷雲が稲妻を伴って、ぐんぐん迫り、やがてどしゃ降りの雷雨に見舞われ初めた時、船央部に設けた、海中へのアース付マストステップ（３２）のマストトップを少しづつ伸し、最長長さに固定し、マストトップを頂点とする６０°の円錐形の中に電機部品（ジェネレータなど）がはいるようにする。

本発明は、船底に接触する水の抵抗８００倍を、気泡利用することで３０％以下に軽減する物。丸管タンクの外周と本船の船底にインド産グァーガム塗料を塗装し（グァーガム説明は上記）水素タンク表面には上記テフロンシートを固定した。さらに里芋の葉の如く気泡の逃げにくい表面状態を造る研究も継続する。さらに船底に排出する気泡は、船首より浸入する空気筒（１７）の先のノズルでφ１．０〜φ２．０の大きさにし、ジェットプロペラモータ排気管先ノズルでは、φ０．５〜φ１．０の大きさの気泡にし、メイモ風力発電装置の中から生まれるジェネレータ温風φ０．５以下（約３８℃）を上部管より船首、船底に入れ洋上にすぐ浮き上がり防止タンク管配置をとった。
船底の壁に、出来るだけ多くの気泡を発生させＮＯ２、ＳＯＸ、ＣＯ２などを含め、出来るだけ長い時間抱きついてくれるようにし水の抵抗８００倍を３０％以下に挑戦する。また、水素タンク（１５）内の圧力も浮力に相関があるため挑戦する。そして停船中、海藻、貝類などの付着防止対策になる船底表面は重要な事項で、水質と共に物理的、科学的な見地から所々凹みのある表面造りにさらに挑戦が必要。

メイモ風力発電（Ａ）内の入力モータ１２Ｖ、電源スイッチ（Ｊ）をＯＮにするとバッテリー１２Ｖ（Ｂ）から流電し、センサー作動により（Ａ）内のモータ軸が回り、カムを回し、空気シリンダー作動で、液体シリンダーを作動し、磁性流体シリンダーで羽根車を６０ＲＰＭで回し、風のある時と同じく、ジェネレータを１，０００ＲＰＭで回し２００Ｖ発電し、インバータ（３）で電圧制御し２００Ｖでバッテリー充電し、上記モータを回す。

多くの船で得る、多くの水素は、多くの用途がある。燃料電池、ガラス製造、発電所の冷却、金属の熱処理、光ファイバー製造、油脂への添加などがあるが、さらにＬＰガスの代替え燃料、果物、魚肉類の生鮮度保持長期保存庫、ゴム、プラスチックの冷凍バリ取り、浮力利用商品（気球など）、その他に使用されるが、安い水素の出現でさらに用途の拡大が図れる。

本発明の効果として、船では▲１▼世界と共に海上での脱ＣＯ２が出来る。▲２▼．これからは石油のように汚さないできれいな海に出来る。▲３▼．潜水船は無理でも原子力船はやめて電動船にしてもらい核廃絶を訴えることが出来る。▲４▼．ガスの業界で遅れている水素利用を拡大し、日本はガスの輸入を減らし、日本は石油も資源もないが電気と水素の大国への道を進まねばならない。さらに漁船は、漁場に向かう燃料代をゼロにし、帰港時に収穫した水産物と水素を売って利益を得て、停船中に発電した電気も売ることが出来る（３日間で５，０００ＫＷ）。また、除去したディーゼルエンジン及びディーゼル発電機は、乗り物等に再利用ができる。

発電した電力は、常にバッテリーの充電を行う。また、船の走行により羽根車の回転力が増大すると、上部センサー作動で入力モータへの電気は中止される。そして発電した電気の約３３〜９９％（２００Ｖプロペラモータ稼働の残分）の電気量を水の電解による水素・酸素製造機（２４）に送電し、得た水素を２ヶの丸管のグァーガム塗装の水素タンク（１５）に移し酸素はタグモ後方の酸素ノズル（Ｆ）から排出する。漁船の例としての水素製造機は水電解式水素・酸素ガス発生装置の内容＝最大ガス供給量１，０００Ｌ／ｎｒ、ガス圧力１０ＫＰａ、水素：４００、酸素：１００、入力電力２００Ｖ、ＭＡＸ３２ＫＷＨ、周囲温度５〜３０℃が適している。

図４は、メイモ風力発電装置の外観写真を示し、図５に小型家庭用ベランダ吊り下げ装置付きの内部写真を示す。数枚の羽根車中心上部と下部には、温風気体の流通孔がありジェネレータファン付きロータの回転効果で温風の出入りが自由なため、上述の通り船底泡の増大で大きな省エネ効果を上げる。また、メイモ風力発電の羽根車の回転平均６０ＲＰＭは従来の水平軸の風力発電機のような音もなく、非常に静かであり搭載の電気モータプロペラ共に音が無く従来のディーゼル、石油エンジンのような振動もない。観光船その他客船などの運航にも日本が優位に立ち、遅れている技術の挽回を図りたい。

図６は、昔のてんま船に代わる石油船外機をエアモータ船または電気船とする物で、水素造り無しの小型船。電動船の場合は船本体の後方に超小型１５００Ｗ程度のメイモ風力発電（Ａ）を追甲板（２６）に固定し、（Ａ）の上部から取り出した熱排気を２本の丸管（１６）、船底近くに排出しプロペラ回転用電気モータ気体と共に泡（エ）の船底かじりつきを図り、回転数制御ハンドル兼舵取り（Ｃ）（Ｇ）で走行する。プロペラ（８）は傘車経由モータ軸に直結しているが船の陸揚げ時、プロペラ全体を上部に引き上げとめ工事を可能な、円筒取り付け器を配置し、バッテリー（Ｂ）を含む、電気操作要領などすべて上述と同じとした電動船。なお、本船は余電気を水素づくりに使わないが、バッテリースイッチ（Ｊ）をＯＮにして発電電気は、港で売電可能である。次に、エアモータ船の場合、バッテリー充電のみ出力の、小型ジェネレーターの下に同軸回転のエアコンプレッサ（Ｋ）を設け、エアモータ（Ｌ）でプロペラを回し大量排気を船底に出す。

図７は、図１の電動船を空気モータ船にした物で、船の後方に配設のメイモ風力発電装置（Ａ）のジェネレーター室内のジェネレーターを定格の極小型品にし、その下に、エヤーコンプレッサ（Ｋ）を設け、約１，０００ＲＰＭ高出力で得た圧力空気を船首のエアモータ（Ｌ）に送流する途中に流量、回転数など制御バルブハンドル、タンクを介し、余った空気を船底に送りエアモータの排気と共に船底気泡の増量に役立て、省エネを図る物。又、胴体両側の気泡把握管兼、圧空タンク（３０）の前方には、緊急時に備えバルブ（３１）を備え、開にすると船底へ行くチューブ２箇所から空気が出て気泡量を増やし、速度を上昇走行できる

従来の石油ディーゼル船の場合、船底水の抵抗を１０％削減する方法を採用すると燃料の消費量を約１５％削減可能となる。速度その他、多くの対策により綜合すると３０％は可能との報告を受けているため、空気と水の抵抗比８００倍は３０％以上の減らし効果は電動船の省エネ量として都度メータ把握可能となり省エネ効果大の期待が持てる。また、従来ディーゼル船に比べ速度ＵＰ走行に於いても振動もなく音もない。ふんだんに電気又は圧空を使い夜も明るく航行し、事故防止となる。さらに、自然エネルギーによる自己発電、自己充電方式であり、長期航海でも給油の必要もなく、水素、酸素もふんだんに使いながら長い航海も可能。

以上の通り、水素づくり電動船は船外機搭載の小型船から大型船に至るまで多数の船舶に利用可能であるが、中でも最も多い（日本の２０万隻）中型漁船（２００Ｖ７５ＫＷ出力）の場合帰港時の販売品目に水産物＋水素となり、停船中はさらに電気の売り上げがプラスとなり、水産産業経済に寄与でき、脱ＣＯ２、海を汚さないで魚を増やす、世界で唯一の水素国家として関連産業にも、ガス産業にも寄与でき、洋上工場として安い水素造りに利用できる。

日本のガス産業は、国内産水素のみに専念でき、さらに安い水素の利用可能性技術開発産業の発展で資源のとれないアジア諸国等貢献可能。

水素による船の浮力調整が可能になり、船底に気泡を多く、くらいつき長持ち法の研究をさらに進め、省エネ船の速度向上も可能となるため、又、関連産業に利用可能となる。

本発明のメイモ風力発電ジェネレータ及びエヤーコンプレッサ搭載の水素を造る脱ＣＯ_２気泡省エネ電動船の側面図。図１の平面図。図１の船首正面図。メイモ風力発電装置の外観写真。家庭用メイモ風力発電（１ＫＷＨ出力）の組み立て途中の写真。船外機の代わりにメイモ風力発電用ジェネレータ及びエヤーコンプレッサを塔載し、水の抵抗減らし気泡省エネ安全空、電動船の側面図（小型船）大型エヤーコンプレッサ、バッテリー充電用ジェネレータ塔載の脱ＣＯ_２気泡省エネ超安全、安定型、空動船。

Ａ．メイモ風力発電装置Ｂ．１２Ｖバッテリー
Ｃ．回転数制御装置付ファン付モータＤ．水泡吸水口
Ｅ．水泡吐き出し口Ｆ．酸素吹き出し口
Ｇ．舵Ｈ．制御ハンドル
Ｉ．気泡Ｊ．入力モータ電気スイッチ
Ｋ．エヤーＬ．エヤーモータ
Ａ１．エヤーポンプ付メイモ風力発電装置Ｈ１．空気制御ハンドル
１．鋭角球状船首２．本船側面カバー
３．インバータ４．タグモ本体ケース
５．船首取り付け棒６．ベベルギヤ、
７．連結軸８．水プロペラ（スパイラルタイプ）
９．温風管１０．追甲板船首
１１．タグモ取付板１２．電気モータ
１３．プロペラジェットカバー１４．タグモ固定調整棒
１５．両銅丸管水素タンク（安全弁付）１６．酸素気体管
１７．気体吸い込み管１８．本船当て板
１９．水素バルブ２０．本船本体
２１．タグモ側板２２．操縦室
２３．舵取りハンドル２４．酸素・水素製造機
２５．メイモ温風管２６．後部追甲板
２７．シール付丸底板２８．プロペラモータ保持円筒、バンド
２９．水素連結管３０安全弁付圧空タンク兼気泡把握管
３１．緊急走行バルブ３２雷よけマストステップ

Claims

船の後部に置いた新エネルギーメイモ風力発電装置は、風のある時は、風で回り、風のない時は、センサ信号で作動する小型モータ１２Ｖ、約６０ＲＰＭで回し、羽根車を回し、軸に固定のカムを回し、ドラム型エヤータンク２ケの圧空をメカニカルバルブ作動で空圧シリンダーに送り、次に油圧及び磁性流体シリンダへ送り、順次シリンダ往復力を遊星歯車群で８００〜１０００ＲＰＭの回転力に替え、高トルク軸で発電用ジェネレータロータ軸を回し、発電々気をインバータに流し、インバータ経由新設の船首電気モータに流す役割であり、上記１２Ｖ小型モータを回す電源は、別置きの１２Ｖ動充電器付バッテリーである。
ジェネレータ発電々気は、インバータ経由１２から２００Ｖ電源で、エンジンの働きをする電気モーターを回し、走行用ジェットプロペラ機を船首近くの造波抵抗減らし球状突出物の直ぐ後ろに配設し、ベベルギヤボックスとプロペラカバーとの隙間より浸入する泡入水を走行力にしたタグモ（タグボート全体の働きをするような電気モーター船舶駆動装置）を船首近くの前方に装着し、メイモ風力発電装置は、船尾付近に固定し、発電々力の主は走行用で、水素造り、ライト、バッテー自動充電用、及び電器々用は、余り電力で賄う。又ジェネレーター排熱空気は船底の気泡造りに使用する。
そして走行中の風もすべて気泡に替え、船底に送り込み、プロペラジェットより出てくる水泡入り波と共に船底に受ける水抵抗を減らしディーゼル船に比べ振動も音も小さく、水の電解による水素・酸素製造機を搭載し、船の両側胴体に据え付けの水素タンクを船の安定道具と気泡の逃がし防止策として有効利用し、捨てる酸素は、船底のさらなる気泡増やしに利用し、生産された水素を船内の鮮度保持材に冷凍に代わる物として使い、水素タンクの水素品を港にて売ることのできる、落雷防止マスト付の超安全、安定型で、さらに水素も造る脱ＣＯ２気泡省エネ電動船。
船底方面の従来ペイントを普通の塗装ではなく、海流水の滑り抵抗を３０％減らす策として特殊塗料による塗装をし、停船中の海草や貝類の付着防止も重要で、双方の対策として、１）．鰻表面の如くぬるぬる面保持タイプ、インド産グァーガム粉をゴム接着剤に混ぜた塗料を塗装し、水に濡れるとぬるぬるになる。２）．鯛の鱗表面の如く、併せ目に微量の凹み空間で、しかも表面がぬるぬる状態を０．５〜１．０厚みのテフロンシート表面に再現作製し船底に固定すると気泡のしがみつき現象が増え、水の抵抗を約１０％以上減らすことが可能である。
競泳用高速水着の研究会社スピード社およびミズノ社などのポリウレタン、ゴム、その他、絹繊維などの材質に、スリット、パネルそしてテープ等の形にして、金に糸目を付けないで研究されているが、船の場合、速度以外の省エネ率の事から値段の配慮をすると、上述の２種方法を使い多い小さな気泡保持法で８００倍を３０％以下になる工夫をする。請求項１の水素も造る脱ＣＯ２気泡省エネ空電動船。
送り込まれた空気は気泡となり浮力を生じ、船底の壁にしがみ付き、船底が気泡で覆われると気泡は水より摩擦抵抗が少なく、航行中の船の抵抗も減る。
故に具体化として、１）．船首より飛び込んでくる空気を１．０〜２．０φの気泡にして船底に流す。２）．プロペラ回転用モーターの回転羽根車より吐き出される温風を船底に導管で供給し、１．０〜２．０φの気泡を船底に流す。３）．メイモ風力発電装置の中から生まれるジェネレータ熱温風（約３８℃）を上部の管で船底に０．５φ以下の気泡ノズルを通し流し船底に入れた気泡の洋上への浮き上がり防止対策として、長い時間船底にしがみついてくれるよう、図３の如く横から逃げ防止凹みを多くした船底形状効果により水の抵抗を１０％以上減らすことが可能となる。本件は、船首の「造波抵抗」背後の渦による「粘性圧力抵抗」に関する物であり、上記の請求項２の効果を併せると相乗効果により合計３０％以上の水抵抗減らしを可能にした、請求項１の水素も造る脱ＣＯ２気泡省エネ空電動船。
請求項１の電動船を空動船にするため、船尾に塔載のメイモ風力発電装置のジェネレータ室内の機種その他を次の通り変更し、船の用途により電気モータ船、空気モータ船の２種類とする。
１）、空動船は、船首にエヤーモータを設け、ジェネレータ室内に８００〜１０００ＲＰＭ、圧力２．５〜３ｋｇ／ｃｍ^２の圧空を得る空気コンプレッサ、バッテリー充電用、電気制御機器用、照明用、及び水素造り用などの小型ジェネレータを同軸で回し、エヤーは、エヤータンクへ入れ、エヤーモータなど空圧機器に流す。
２）ＭＡＸ４００ＲＰＭエヤーモータと安全弁付タンクの中間に、空流制御機器を設け、プロペラ回転数制御などのハンドルを設け、排気はすべて船底のばらまき用とし、タンクで気泡逃げ防止をはか安全性と安定性を向上し、海の酸性化を防ぎ、海を汚さないで、サンゴの骨格形成を阻害することなく。ウニの成長や受精を阻害することなく。巻き貝の成長の阻害を防ぎ。エビ類の成長阻害することのない昔（１９７０年）の海に戻すことのできる期待のもてる脱ＣＯ_２気泡省エネ空動船。